[发明专利]一种基于二维薄膜的高灵敏度微型自供电声电转换器

权利要求书

1.一种基于二维薄膜的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，包括依次层叠的衬底、电极层和具有压电效应或类压电效应的二维薄膜；衬底内形成有多个彼此独立且大小不一的空腔，所述电极层内各电极位于衬底上未设置空腔的范围。

2.根据权利要求1所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述衬底采用绝缘材料制成，通过对所述衬底的选择性刻蚀、图形化刻蚀或者自对准刻蚀在衬底内形成有多个彼此独立且大小不一的空腔。

3.根据权利要求1所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述电极层是通过图形化和淀积的方式获得，用于获得具有压电性质的二维薄膜在声波下产生的电势差。

4.根据权利要求3所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述电极层的材质包括导电金属、掺杂p型和n型硅、锗半导体和柔性电极材料。

5.根据权利要求3所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述电极层的厚度为5纳米～1微米。

6.根据权利要求1所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述具有压电效应或类压电效应的二维薄膜是通过干法和湿法转移或在所述电极层上直接生长的方式获得。

7.根据权利要求1或6所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述具有压电效应或类压电效应的二维薄膜采用单层石墨烯、多层石墨烯或者奇数层硫化钼。

8.根据权利要求6所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述具有压电效应或类压电效应的二维薄膜的厚度0.33纳米～100纳米。

9.根据权利要求1所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述空腔的长和宽为5微米～1000微米，深度为50纳米～500纳米。

10.根据权利要求1所述的高灵敏度微型自供电声电转换器，其特征在于，所述高灵敏度微型自供电声电转换器的灵敏度S根据空腔深度d和二维薄膜厚度t而变化，具体关系为：

其中，V_out为输出电压，P为输入声压，k为二维薄膜的相对介电常数。